1 Raffreddore 2 3 Orthomixovirus RNA genomico 8

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( Raffreddore) 2

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Orthomixovirus RNA genomico 8 frammenti distinti che funzionano come singoli geni ( fr. HA fr. 6 NA) 4

Alla base della epidemiologia dell'influenza vi è la marcata tendenza di tutti i virus influenzali a variare, cioè ad acquisire cambiamenti nelle proteine di superficie che permettono loro di aggirare la barriera costituita dalla immunità presente nella popolazione che in passato ha subito l’infezione influenzale. 5

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Emoagglutinina Rappresenta l’antirecettore che lega il virione al recettore (acido sialico o neuraminico), presente nelle glicoproteine e nei glicolipidi presenti alla superficie cellulare di membrana delle cellule. E’ responsabile per l’attacco del virus sulle cellule e per l’inizio del processo di infezione (penetrazione) Si lega anche ai mucopolisaccaridi degli essudati e dei liquidi biologici. E’ fortemente antigenica: stimola una risposta anticorpale protettiva (anticorpi neutralizzanti). Antirecettore: emoagglutinina Recettore cellulare: acido sialico

Neuroaminidasi La neuroaminidasi ha il compito di impedire che il virione venga neutralizzato dal legame con l’acido sialico presente nelle glicoproteine del muco delle mucose respiratorie( sembra intervenire staccando il virus eventualmente intrappolato nel muco), facilitando così il contatto del virus con la superficie delle sottostanti cellule dell’epitelio mucoso. Ha funzione di rilievo nella liberazione dei virioni neoformati (sembra facilitare il distacco delle particelle neoformate dalla superficie della cellula ospite, idrolizzando i residui dell’acido sialico che possono legare i virioni alle membrane cellulari).

Ricorda: Anticorpi anti HA neutralizzano l’infettività del virus NA

Virus e recettori Recettore cellulare: acido sialico Antirecettore : emoagglutinina Tutti i virus influenzali si legano, attraverso l’ emoagglutinina, all’acido sialico (acido 5 -N-acetilneuraminico) terminale degli oligosaccaridi delle glicoproteine e dei glicolipidi presenti alla superficie cellulare. I virus influenzali ormai adattati alla circolazione interumana, possiedono un’emoagglutinina che riconosce preferibilmente residui di acido sialico legati a una molecola di galattosio con un legame 2, 6 (Neu. Acα-2, 6 Gal), largamente presenti alla superficie delle mucose respiratorie umane I virus influenzali aviari si legano preferibilmente ai residui di acido sialico legati a una molecola di galattosio con un legame α 2, 3 (Neu. Acα -2, 3 Gal), presenti in abbondanza alla superficie delle cellule delle mucose respiratorie ed enteriche degli animali (uccelli, soprattutto) ma scarsamente rappresentati nella mucosa respiratoria umana α

Virus e recettori Recettore cellulare: acido sialico Antirecettore : emoagglutinina Tutti i virus influenzali si legano, attraverso l’ emoagglutinina, all’acido sialico (acido 5 -N-acetilneuraminico) terminale degli oligosaccaridi delle glicoproteine e dei glicolipidi presenti alla superficie cellulare. I virus influenzali ormai adattati alla circolazione interumana, possiedono un’emoagglutinina che riconosce preferibilmente residui di acido sialico legati a una molecola di galattosio con un legame 2, 6 (Neu. Acα-2, 6 Gal), largamente presenti alla superficie delle mucose respiratorie umane I virus influenzali aviari si legano preferibilmente ai residui di acido sialico legati a una molecola di galattosio con un legame α 2, 3 (Neu. Acα -2, 3 Gal), presenti in abbondanza alla superficie delle cellule delle mucose respiratorie ed enteriche degli animali (uccelli, soprattutto) ma scarsamente rappresentati nella mucosa respiratoria umana α

Perché si hanno casi di infezione umana solo per esposizioni a dosi elevate di virus di origine animale ? e nel caso in cui questo avviene perché solitamente non c’è trasmissione interumana? • presenza pressoché esclusiva di residui terminali di acido sialico con legame α 2, 6 alla superficie delle cellule delle mucose respiratorie umane, • presenza pressoché esclusiva di residui terminali di acido sialico con legame α 2, 3 alla superficie delle cellule delle mucose degli uccelli

Spettro d’ospite dei virus influenzali • • • I virus influenzali A sono presenti, oltre che nella specie umana, anche in numerose altre specie animali come uccelli selvatici e domestici (anatre, polli, tacchini), cavalli, suini, balene, foche. Tra i virus influenzali A si distinguono diversi sottotipi sulla base di sostanziali differenze nei caratteri antigeni dell’emoagglutinina (H) e della neuraminidasi (N). 15 distinte varietà antigeni di emoagglutinina (indicate con le sigle da H 1 ad H 15) 9 varietà di neuraminidasi (indicate con le sigle da N 1 a N 9) che possono essere presenti in diverse combinazioni nei differenti sottotipi di virus La malattia nell’uomo solitamente è dovuta a H 1, H 2, H 3 e N 1 e N 2 Il reservoir dell’infezione Uccelli: reservoir naturale di tutti i sottotipi di virus influenzali A (considerati la sorgente originaria delle infezioni da virus influenzali A dell’uomo e di tutti gli altri animali). Normalmente l’infezione da virus influenzali A negli uccelli decorre in modo asintomatico ad eccezione dei virus con emoagglutinina di sottotipo 5 o 7 (H 5, H 7) che possono causare diffuse epizoozie con elevata mortalità soprattutto tra i volatili domestici (polli, tacchini) in allevamento intensivo (la cosiddetta fowl plague o peste aviaria)

Epidemiologia -Le infezioni da virus influenzale sono diffuse in tutto il mondo e rappresentano una delle cause maggiori delle affezioni delle vie respiratorie. -Uno degli aspetti più importanti di questa infezione è l’estrema variabilità antigenica del virus. -La variabilità riguarda soprattutto le proteine HA e NA che possono andare incontro a variazioni antigeniche minori o a variazioni antigeniche maggiori

Variabilità antigenica dei virus influenzali - 1 Deriva antigenica (antigenic drift - variazioni antigeniche minori ). Si tratta di un graduale accumulo di mutazioni puntiformi in HA e NA che determina una modificazione della sequenza degli aminoacidi che compongono le proteine in grado di stimolare una risposta immune. Questo fenomeno riguarda sia i virus A, sia i B (ma negli A avviene in modo più marcato e frequente) ed è responsabile delle epidemie stagionali. Infatti le nuove varianti diventano sufficientemente irriconoscibili agli anticorpi nella maggior parte delle popolazione, così da rendere un ampio numero di individui suscettibile al nuovo ceppo. 18

Variabilità antigenica dei virus influenzali - 2 Spostamento antigenico (antigenic shift - variazioni antigeniche maggiori ). È un fenomeno che riguarda solo i virus influenzali di tipo A e consiste nella comparsa nell'uomo di un nuovo ceppo virale con una proteina di superficie (HA e/o NA) appartenente a un sottotipo diverso da quelli comunemente circolanti nell'uomo. Gli shift antigenici sono dovuti o a riassortimenti tra virus umani e animali (aviari o suini) oppure alla trasmissione diretta di virus non-umani all'uomo Quindi la fonte dei nuovi sottotipi sono sempre virus animali. Poiché la popolazione non ha mai incontrato prima questi antigeni, in determinate circostanze questi cambiamenti di maggiore entità possono provocare una infezione improvvisa e invasiva in tutti i gruppi di età, su scala mondiale, che prende il nome di "pandemia". 19

Reassortment Human isolate PB 1 PB 2 PA HA NA NP M 1 & 2 NS 1 & 2 Cosa succede in presenza di una infezione ad opera di due diversi virus influenzali? è possibile che durante l’assemblaggio delle rispettive progenie virali, si verifichi una sorta di riassortimento genomico con lo scambio dei segmenti genomici che codificano HA o NA con la conseguente comparsa di virus consistentemente differenti nell’assetto delle glicoproteine del peplos (antigenic shift) PB 1 PB 2 Avian PA isolate HA NA NP M 1 & 2 NS 1 & 2 PB 1 PB 2 PA HA NA NP M 1 & 2 NS 1 & 2 256 possible combinations Reassorted virus

Antigenic shift: si verifica tra un virus influenzale A umano ed un virus influenzale A animale (in genere di origine aviaria) che si trovano ad infettare contemporaneamente lo stesso organismo. La specie animale che si ritiene essere il terreno più idoneo per il verificarsi di questo fenomeno è rappresentata dal suino che possiede alla superficie delle cellule degli epiteli mucosi respiratori residui terminali di acido sialico sia con legame α 2, 6 che α 2, 3 e può, quindi, essere infettato da virus influenzali A umani ed aviari. E’ così possibile la produzione di un virus riassortito E’stato anche dimostrato che i virus influenzali A che si replicano nell’organismo del suino sembrano andare incontro ad un a selezione che favorisce una maggiore presenza di virioni con emoagglutinina che si lega preferenzialmente ai residui di acido sialico con legame α 2, 6. Pertanto il virus riassortito sviluppato nel suino può infettare le cellule umane.

TRASMISSIONE -L’infezione si trasmette per contagio interumano attraverso secrezioni respiratorie di individui infetti. -Il virus viene trasmesso facilmente per aerosol (è relativamente stabile) e bastano poche particelle virali per iniziare l’infezione. • AEROSOL – 100, 000 - 1, 000 VIRIONI PER GOCCIOLINA • 18 -72 ORE DI INCUBAZIONE • SECREZIONI

Patogenesi e manifestazioni cliniche -Si ritiene che il virus riesca a superare il muco delle secrezioni respiratorie ad opera della proteina NA, in grado di rimuovere l’acido sialico presente nelle glicoproteine del muco. -Il virus replica nella mucosa respiratoria causando rapida necrosi delle cellule delle vie respiratorie superiori, della trachea e dei bronchi. -Il periodo di incubazione è piuttosto breve (1 -3 giorni) e normalmente la sintomatologia scompare dopo 1 -7 giorni anche se il virus può essere rilasciato anche più a lungo. -Clinicamente si manifesta a carico delle prime vie respiratorie con una tracheite acuta, con lesioni e distruzione dell’epitelio ciliato da parte del virus. - La sintomatologia legata alla sindrome influenzale è caratterizzata da febbre (38 -40 C), brividi, dolori generalizzati, cefalea, tosse, fotofobia, prostrazione e anoressia. SINTOMI Febbre Mal di testa Mialgie Tosse Rinite Sintomatologia oculare

Patogenesi e manifestazioni cliniche La sintomatologia è sistemica nonostante l’infezione sia localizzata solo all’apparato respiratorio, a causa del rilascio in circolo di importanti mediatori dell’infiammazione ( pirogeni endogeni: IL-1, IL-6, TNFalfa). L’influenza presenta comunque un ampio spettro nelle manifestazioni cliniche, come per molte altre malattie. La sindrome è solitamente autolimitante e benigna. Complicanze dell’influenza Se normalmente l’influenza è una malattia a evoluzione benigna, in alcuni soggetti, soprattutto i più deboli come gli anziani, si possono sovrapporre altri disturbi, definiti complicanze. Le complicanze respiratorie sono le più frequenti, soprattutto le polmoniti a sovrapposizione batterica, mentre è più rara la polmonite primaria da virus influenzale. Vi sono poi le complicanze cardiache. Infatti, a seguito dell’influenza, possono comparire alterazioni del ritmo cardiaco, dei toni cardiaci, segni di insufficienza cardiaca congestizia. Soprattutto nel soggetto anziano, si può avere improvvisamente arresto cardiaco e morte. Una complicanza particolarmente grave può essere l’encefalite, affezione neurologica più frequente nei bambini e la sindrome di Reye(l'uso, nei bambini, di acido acetil salicilico durante una malattia influenzale acuta aumenta il rischio di sviluppo della sindrome di Reye).

Guarigione e Immunità - I meccanismi che portano alla scomparsa del virus non sono noti in dettaglio. - L’Interferon, presente in concentrazioni elevate nella sede dell’infezione sembra essere coinvolto nel meccanismo di guarigione. - Gli anticorpi neutralizzanti prodotti, soprattutto verso l’HA, permangono per anni ad alti titoli per poi diminuire gradualmente nel corso della vita. - Alti titoli di questi anticorpi sembrano essere protettivi per le successive infezioni ma solo verso il ceppo che ne ha indotto la produzione L’immunità è dovuta principalmente alla produzione di Ig. A, che vengono secrete alla superficie di numerose mucose respiratorie. Tali anticorpi, prodotti nei confronti degli antigeni superficiali, hanno valore protettivo. Ma nonostante ciò, si possono verificare: Piccole epidemie dovute a virus influenzale A stagionale o forme pandemiche (ad intervalli maggiori) Episodi epidemici (a carattere sporadico) sostenute da virus influenzali B

DIAGNOSI E CURA • ISOLAMENTO VIRALE DA SECREZIONI NASALI, ESCREATO SU COLTURE CELLULARI SU COLTURE IN UOVA • SIEROLOGIA ANTICORPI FISSANTI IL COMPLEMENTO ANTICORPI INIBENTI L’EMOAGGLUTINAZIONE • TEST RAPIDI (Quik. Vue influenza test) • PCR A livello pratico, però, tali test vengono raramente eseguiti, in quanto il loro contributo, ai fini del trattamento è scarso. Si possono usare al bisogno farmaci sintomatici, che alleviano il malessere e la sintomatologia del soggetto. Esistono anche farmaci antivirali, appartenenti a due diverse classi (inibitori della M 2, l’amantadina, e inibitori delle neuroaminidasi, lo zanamivir ) che possono ridurre l’intensità e la durata della malattia. Amantidina e rimantidina (quest’ultima non registrata in Italia) sono farmaci noti da molti anni per il trattamento della sola influenza A. Somministrati entro le prime 48 ore dai sintomi accorciano la durata della malattia di circa due giorni. Tali farmaci hanno avuto un uso molto limitato nella pratica clinica per il rischio di effetti collaterali a carico del sistema nervoso centrale e apparato digerente soprattutto in soggetti giovani Oseltamivir e zanamivir, farmaci appartenenti alla classe degli inibitori della neuraminidasi, sono efficaci contro influenza A e B e sono caratterizzati da migliore tollerabilità. Possono ridurre la gravità della malattia e accorciarne la durata di circa un giorno. Tuttavia, anche per questi farmaci, l’efficacia dipende in modo cruciale dal tempo di somministrazione, che non dovrebbe superare le 48 ore dall’esordio dei sintomi.

Il vaccino Premesso che il vaccino antinfluenzale è ancora l’arma migliore contro l’insorgenza dell’influenza, è anche vero che molte persone, nonostante il vaccino, vengono comunque colpiti dall’influenza. Questo scoraggia, a torto, l’uso di questa efficace arma contro la diffusione dell’epidemia. I vaccini hanno una validità del 50 -80%, mentre nel restante 20% dei casi attenuano i sintomi e rendono più rapida la ripresa. In ogni caso, ci sono categorie a rischio che andrebbero sicuramente vaccinate: i bambini, le persone con il sistema immunitario indebolito o deficitario, gli anziani con oltre 65 anni, i cardiopatici, i malati cronici renali, i diabetici, gli anemici, le persone affette da malattie dell’apparato respiratorio, persone che vivono o lavorano in comunità. 27

PARAMYXOVIRIDAE Sono i principali virus patogeni in pediatria, infatti comprendono gli agenti piú importanti delle infezioni respiratorie nei neonati e nei bambini (il virus respiratorio sinciziale e i virus parainfluenzali) e di due tra le malattie pediatriche piú comuni e contagiose (morbillo e parotite). Tutti i membri della famiglia PARAMYXOVIRIDAE entrano attraverso l’apparato respiratorio: i patogeni respiratori si replicano esclusivamente nell’epitelio respiratorio, mentre i virus del morbillo e della parotite causano malattie sistemiche. 28

Paramyxoviridae Questa famiglia di virus è divisa in 3 generi: 1) Paramyxovirus: Virus parainfluenzali 1 -4; Virus della malattia di Newcastle (aviaria); Virus della parotite epidemica. 2) Morbillivirus: Virus del morbillo; Alcuni virus animali (cimurro del cane, peste bovina). 3) Pneumovirus: Virus respiratoriosinciziale umano; Alcuni virus animali(bovino e topo). -Questi virus differiscono tra loro ampiamente per quanto riguarda le patologie che determinano. -In tutti i casi le infezioni si acquisiscono per via respiratoria o per contatto

I virus parainfluenzali • Infezioni limitate all’epitelio delle vie respiratorie, con breve periodo di incubazione. • La sintomatologia morbosa dipende dalla moltiplicazione virale a livello della zona di penetrazione. Adulti: è interessata la mucosa nasofaringea Bambini: l’infezione si può diffondere alla laringe alla trachea, ai bronchi, agli alveoli. Non provocano mai estese manifestazioni epidemiche, e sono responsabili di una variabile percentuale di affezioni respiratorie durante tutto l’anno, con maggiore frequenza durante la stagione invernale • • • La trasmissione avvieni all’interno delle famiglie, e gli episodi con le percentuali maggiori di attacco si verificano in popolazioni chiuse, come in ospedali, nurseries e scuole materne. Il virus parainfluenzale è trasmesso da persona nelle secrezioni respiratorie infette per contatto diretto o attraverso goccioline di grandi dimensioni.

Virus della parotite E’ il tipico paramyxovirus, di cui si conosce un unico tipo antigene. E’ l’agente eziologico della parotite epidemica, caratteristica dell’infanzia Clinica: ingrossamento delle ghiandole parotidi, febbre moderata. Possibili complicanze: pancreas e sistema nervoso. Nei maschi in età post-puberale è relativamente frequente la comparsa di una orchite mono o bi-laterale, atrofia testicolare e impotentia generandi. L’infezione si contrae attraverso la saliva Periodo di incubazione: 15 giorni. Diagnosi differenziale: Diversi microrganismi possono essere causa di parotite: virus parainfluenzale di tipo 3, coxackie e influenza A possono determinare un ingrossamento delle parotidi; questi virus possono essere differenziati dal virus della parotite mediante prove sierologiche o di isolamento virale.

VIRUS DEL MORBILLO Tale virus è l’agente eziologico del morbillo, che é una delle malattie infettive più conosciute: l’ospite naturale è l’uomo; possono essere infettate però anche le scimmie, i roditori e, sperimentalmente, cani e topi. Il contagio avviene tramite le secrezioni nasali e faringee, per via aerea tramite le goccioline respiratorie che si diffondono nell’aria quando il malato tossisce o starnutisce(La contagiosità si protrae fino a 5 giorni dopo l’eruzione cutanea, ed è massima tre giorni prima, quando si ha la febbre) Il virus è trasmesso attraverso le vie respiratorie, per via linfatica raggiunge poi il sangue (viremia primaria) dove infetta la cellule del sistema reticolo endoteliale. Qui si replica efficacemente (viremia secondaria) e l’infezione si estende a tutta la mucosa respiratoria inoltre arriva alla cute con la comparsa delle tipiche eruzioni maculopapulari. Le lesioni cutenee coincidono con la risposta immunitaria (cellulo mediata) e con la formazione di anticorpi. L’immunità conseguente all’infezione è molto duratura ed una reinfezione sembra improbabile.

clinica Dopo un’incubazione di 9 -12 giorni, I primi sintomi sono simili a quelli di un raffredore (tosse secca, naso che cola, congiuntivite) con una febbre che diventa sempre più alta. Successivamente appaiono dei puntini bianchi all’interno della bocca(placche di Koplik di fronte ai molari inferiori). Dopo 3 -4 giorni, appare l’eruzione cutanea caratteristica (esantema), composta di piccoli punti rosso vivo, prima dietro le orecchie e sul viso, e poi su tutto il resto del corpo. L’eruzione dura da 4 a 7 giorni, l’esantema scompare a cominciare dal collo. A volte, rimane una desquamazione della pelle per qualche giorno. La guarigione è spontanea, ma sono possibili rare complicazioni: - broncopolmonite e otite media (con o senza infezioni batteriche secondarie) - encefalite (~1: 2. 000 casi) - encefalite subacuta sclerosante a placche come risultato di una rara (può comparire a distanza di 7 -10 anni in ~1 : 300. 000 casi di morbillo ) infezione cronica nella quale il virus si moltiplica nel cervello con l’espressione di un limitato repertoire di geni virali (malattia degenerativa). placche di Koplik Esantema

Diagnosi e terapia Generalmente si può fare diagnosi di morbillo in base a segni clinici: la diagnosi di laboratorio può rendersi però necessaria in caso di morbillo modificato o atipico. Con il morbillo si preferisce effettuare la diagnosi sierologica piuttosto che l’isolamento del virus che è lungo e inefficiente. La conferma sierologica di infezione da morbillo si ha in presenza di un aumento di quattro volte del titolo anticorpale tra la fase acuta e quella di convalescenza, oppure dalla dimostrazione di specifiche Ig. M per il morbillo in un singolo siero prelevato una o due settimane dopo l’insorgenza dell’esantema. Non esiste una cura specifica: non ci sono farmaci antivirali disponibili contro il morbillo Si possono trattare i sintomi (terapia sintomatica) ma non la causa: per abbassare la febbre, per calmare la tosse, … Vaccino Il vaccino del morbillo appartiene ai vaccini vivi attenuati. Il vaccino esiste sotto forma di un complesso vaccinale contro il morbillo, la parotite e la rosolia (MPR).

VIRUS RESPIRATORIO SINCIZIALE (RSV) Virus riconosciuto quale causa principale delle infezioni delle basse vie respiratorie (bronchioliti e polmoniti) nel neonato e ne i bambini (piccole epidemie invernali). PATOGENESI L’RSV é altamente infettivo, si trasmette con le secrezioni respiratorie per aereosol (ed oggetti contaminati). La maggior parte delle infezioni da RSV sono sintomatiche: semplice raffreddore nell'adulto, bronchite febbrile nei bambini, polmonite nei bambini piccoli e bronchiolite nei neonati. L’RSV é diffuso in tutto il mondo ed é il maggior patogeno dell’apparato respiratorio in pediatria. Gravi bronchioliti e polmoniti si osservano nei neonati tra le 6 e le 30 settimane dalla nascita. L’RSV é la causa piú comune di polmonite virale nei bambini di etá inferiore a 5 anni, ma possono anche causare polmonite negli anziani e nei pazienti immunocompromessi. Il virus puó essere isolato dal 40% dei neonati con meno di 6 mesi con bronchiolite e dal 25% con polmonite, mentre non é mai stato isolato da individui sani. L’infezione da RSV nei neonati piú grandi e nei bambini causa una sintomatologia minore. Le reinfezioni sono frequenti nonostante la presenza di anticorpi specifici, ma causano lievi infezioni delle vie aeree superiori. É frequente la diffusione nei familiari. La diffusione tra i bambini raggiunge i massimi livelli in inverno. L’RSV causa infezioni nosocomiali con le mani contaminate del personale sanitario, che possono presentare raffreddore e faringite. DIAGNOSI Un aumento del titolo anticorpale rilevato con prove sierologiche ha significato clinico limitato, la diagnosi si effettua mediante indagini virologiche con isolamento virale in colture cellulari e con ricerca di antigeni specifici con test IFA, ELISA, nelle secrezioni respiratorie( lavaggio nasale, secrezioni nasofaringee). TERAPIA Il trattamento di una grave infezione da RSV si basa principalmente sulla terapia di supporto (rimozione delle secrezioni, somministrazione di ossigeno). La somministrazione di ribavirina é utile nei pazienti ospedalizzati.